浅谈三相泡沫技术在的综放面的应用

介绍了矿井采用新型防灭火综合技术的必要性,分析了综放面采空区防治煤炭自燃的难点,阐述了三相泡沫综合防灭火技术的特点及工艺流程和主要技术参数,介绍了三相泡沫在873综放面实际应用情况,分析了其良好的应用效果。现场应用表明三相泡沫防灭火技术性能优越,适用于综放工作面初采、收作及推进速度缓慢等特殊条件下的防治自然发火。     

对综放采空区隐蔽火源点防治新技术的认识

针对目前综放采空区各种防灭火技术与材料存在的不足,本文分析了综放面煤层自燃火灾特点,并对三相泡沫的组成、特点、发泡机理、及防治采空区煤炭自燃机理等几方面进行了阐述和分析。     

含氮气三相泡沫在煤矿采空区防灭火机理研究

本文运用燃烧学和热力学的基本理论分析了三相泡沫的防灭火机理，三相泡沫通过隔氧、保湿、降温、惰化采空区、阻止自由基链式反应等作用防止采空区煤炭自燃。并通过实践证明了三相泡沫具有很好的防灭火效果，进一步阐述了三相泡沫在应用过程中具有价格低廉、无污染等优点。     

三相泡沫防灭火技术应用实践

根据三相泡沫灭火原理和煤矿面实际情况,设计了防灭火工艺流程,在易自燃发火煤层工作面应用,工艺简便、安全环保、价格低廉,对采空区防灭火效果显著,且有助于降低瓦斯浓度,形成良好的工作环境     

防灭火三相泡沫流体特性实验研究

为了研究三相泡沫的流体特性，采用实验的方法，考察了剪切速率、发泡倍数、温度、气体介质对三相泡沫粘度的影响，构建了三相泡沫流体的本构方程，测定了三相泡沫流体在注浆管路中的流动阻力及管压降。研究结果表明：三相泡沫属于假塑性的非牛顿流体，其粘度与发泡倍数和温度有关，而与气体介质无关：在一定的条件下，每100m管路中三相泡沫的压力降为0.18MPa。研究结论为三相泡沫在现场的应用提供了依据。     

三相泡沫阻化特性实验研究

提出了三相泡沫防治煤炭自燃的新技术．利用煤自燃特性实验系统测试研究了三相泡沫处理后煤样的氧化升温速率和CO的释放速率，包括煤样煤质、三相泡沫浓度、浆液农度和颗粒粒度等因素的影响．研究结果表明三相泡沫对煤体的阻化效果显著。能有效地减缓煤的氧化放热速率，抑制煤温度的升高；同时也极大地抑制了CO的释放量．图6，表2。参8．     

垂直管中气-水-泡沫三相管流空隙率实验研究

空隙率是计算气-水-泡沫三相管流压力、温度的重要参数,准确预测气井中气-水-泡沫三相管流空隙率对泡沫排水采气工艺技术的高效实施及方案优化至关重要。目前关于气-水两相管流空隙率模型研究较多,而气-水-泡沫空隙率研究相对薄弱。因此通过开展气-水-泡沫三相空隙率测量实验,研究了泡排剂浓度、气量、液量对空隙率大小的影响规律。基于漂移模型,考虑泡排剂浓度、气液表观流速、密度、滑脱速度等参数,建立了适用于垂直管的气-水-泡沫三相管流空隙率模型,并分别利用145组实验数据和602组文献数据验证了模型的准确度。结果表明,预测实验数据时平均相对误差为2.24%,平均绝对误差为2.47%;预测文献时平均相对误差为-4.65%,平均绝对误差为6.21%;证明新模型计算精度较高,可满足工程需求。新模型可为泡沫排水采气工艺技术的高效实施和方案优化提供理论指导。     

三相泡沫封孔器自动充气补偿变压研究

煤层瓦斯压力准确测定一直是瓦斯防治比较困难的工作之一,主要是封孔器的密封不严问题.利用主动式三相泡沫封孔器可以较好地测定瓦斯压力,但是三相泡沫体的变密度、变流态、变参数流性决定了泡沫体的压力不断变化,需要针对瓦斯压力和泡沫体的压力进行动态的变压,以保证封孔器的密封性能.本文在分析三相泡沫体特性的基础上,根据煤层测压要求和机械设计原理,设计和完成了自动充气补偿变压阀,实现了瓦斯压力测定过程中三相泡沫体压力的自动平衡补偿,提高了瓦斯压力的测定自动化水平.     

高温三相泡沫体系的研究与应用

通过对耐高温三相泡沫体系的研究试验，认为合适的高温三相泡沫体系可应用于稠油注汽开采井，起到调剖助排一体化的作用。高温三相泡沫体系耐温达300℃以上，封堵强度达12MPa／m。高温三相泡沫体系在辽河油田应用85井次，有效地防止了汽窜，提高了蒸汽的有效利用率，累计增产原油18900t。     

巷道高冒火区自燃火灾综合防治技术实践与分析

本文针对中煤平朔井工一矿19106工作面采空区火灾特点,采用以灌注大流量三相泡沫为主结合注水、灌注凝胶、风流调整、端头封堵等的综合防灭火技术对火区进行综合治理,使采空区火灾内CO气体浓度减低至安全标准以下,有效地扑灭了19106工作面采空区火灾,保证了19106工作面安全生产。研究结果可为煤矿采空区防灭火提供指导。     

天池矿102综放孤岛工作面以风治火技术

 为了防治天池煤矿15#煤层102 综放孤岛工作面采空区煤炭自燃发火,基于采空区自燃“三带”划分标准和数值模拟的方法,采用流体力学COMSOL 计算软件,研究了工作面不同进风量时采空区氧化升温带的变化规律,确定了氧化升温带的范围,得到工作面供风量与氧化升温带宽度的拟合曲线。通过现场实践,研究了加强封堵和均压等以风治火技术对103 回风闭墙采空区CO 体积分数的影响。研究结果表明,U+I 型102 工作面采空区自燃发火主要是由采空区漏风引起;氧化升温带宽度随着工作面供风量的增加而增加;均压后,103 回风闭墙采空区的CO 体积分数由最开始的超过20×10^-6降至5×10^-6。在102 综放孤岛工作面的现场实践表明,运用以风治火技术防治天池煤矿采空区遗煤自燃是可行的,对于类似综放孤岛工作面防止遗煤自燃有一定借鉴意义。     

凝胶泡沫防灭火材料的研制及应用

由于大倾角坚硬顶板煤层采空区地质条件复杂,漏风规律复杂多变,因而煤自燃危险性较大,必须采取有针对性的防灭火措施。通过理论分析和实验研究,确定了凝胶泡沫材料中合适的发泡剂、稳泡剂、胶凝剂、交联剂。通过实验得到凝胶泡沫材料的最佳配方为:发泡剂为月桂酸钠和SDS按2:3比例复配,浓度为0.6%;稳泡剂CMC浓度为0.1%;胶凝剂AM浓度为0.3%;交联剂MBA浓度为0.3%。经过程序升温实验和封堵实验,该凝胶泡沫具有优良的防自燃阻化性能和封堵性能。在东龙煤矿7162工作面采空区灌注凝胶泡沫材料进行防灭火。现场监测结果表明,凝胶泡沫材料有效抑制了采空区自燃,保证了安全开采。     

红庙矿易燃煤层采空区注砂防灭火技术

红庙煤矿开采煤层变质程度低，自然发火期仅为1.5～3个月，在工作面后方采空区内浮煤经常发生自燃。经过多年的防灭火经验，当工作面内布置有灌浆管路时，从工作面下端向上端方向依次注砂，在采空区内形成一道砂墙，有效地控制了浮煤自燃。经计算机模拟计算和注砂措施的效果考察，给出了试验工作面的最佳注砂砂墙长度。     

基于分形理论的采空区遗煤孔隙率研究

自燃是煤矿的主要灾害,采空区自燃直接影响到回采工作面的生产,甚至能够造成严重的恶性事故。遗煤的存在是造成采空区自燃的根源,采空区内遗煤属于颗粒堆积型多孔介质范畴。由于遗煤颗粒形状相似但粒径大小差别巨大,具有分形特征。本文基于分形理论建立了采空区遗煤的粒径质量分布分形维数模型,并从实际的采空区内取煤样进行筛分对粒径分布特征进行了分析,通过分析计算得出六合煤矿和阜生煤矿的分形维数分别为2.2596和2.0554。分析影响煤自燃的孔隙主要是外部孔隙,对筛分出来的不同粒径的煤进行了外部孔隙率的测定,结合粒径分布的分形维数,对采空区遗煤的孔隙率进行了分析。通过研究粒径分布分形维数来分析采空区内的孔隙率分布,为采空区内孔隙率的研究提供了一个新思路。     

回采工作面防火监测措施

针对平庄煤业集团六家煤矿回采工作面采空区遗煤极易自燃问题,对回采工作面采空区采取了束管监测的措施,同时利用温度传感器对采空区温度进行了监测。通过这两种措施可分析综放工作面采空区自燃"三带"的分布规律,对预防采空区自燃具有指导意义。     

采空区自然发火危险区域判定

针对采空区煤炭容易发生自燃问题,且采窄区发火危险区域尚不明晰,通过对采空区内气体监测以及建立采空区流场和温度场耦合数学模型,采用该模型对采空区自然发火数值模拟,判断出发火危险区域位置,从而对煤炭安全高效生产起到良好的指导作用.     

采空区注氮防灭火技术的研究

采煤工作面采空区依据漏风状况划分为冷却带、自燃发火带和窒息带，对其现场测定可以确定工作面采空区自燃发火的范围。在该范围内注氮防灭火，必须保证注氮纯度和注氮量，提高注氮连续性和检测技术的可靠性，同时采取必要的减少采空区漏风的措施是注氮防灭火成功与否的关键。     

煤层开采自燃危险性预先分析研究

在现场实际调研和理论分析的基础上,从安全系统工程的角度,提出煤层开采自燃危险性预先分析概念和基本框架,认为煤自燃倾向性、煤层厚度、倾角、煤的坚固性系数、采煤工作面（Ｕ型）供风量、采煤率、推进度７个指标是构成衡量煤层开采自燃危险性的一组有效指标。自燃危险性预先分析过程由计算机实现简单而实用。该方法可在矿井设计阶段（或生产时期）对煤层开采的自燃危险性程度进行预先分析和评估,初步的应用表明,本方法具有一定的实用性。